孫博強(qiáng) 康巧珍 潘周浩 周苗 楊敏 劉鑫
(鄭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院分子免疫實(shí)驗(yàn)室 河南鄭州 45000)
DNCB誘導(dǎo)昆明小鼠特應(yīng)性皮炎模型的建立
孫博強(qiáng) 康巧珍 潘周浩 周苗 楊敏 劉鑫
(鄭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院分子免疫實(shí)驗(yàn)室 河南鄭州 45000)
目的 探索外用1-氯-2,4-二硝基苯(DNCB)經(jīng)皮膚致敏并激發(fā)昆明小鼠特應(yīng)性皮炎(Atopic Dermititis)模型的方法。方法 10只昆明小鼠隨機(jī)分成兩組(n=5)。用1% DNCB致敏及4% SDS+0.5% DNCB激發(fā)模型組小鼠,以丙酮、橄欖油混合溶液致敏并激發(fā)對(duì)照組小鼠,藥物作用部位均為雙側(cè)耳朵及背部皮膚。觀察小鼠耳朵厚度、組織病理學(xué)、免疫學(xué)指標(biāo),評(píng)價(jià)皮炎損傷程度。結(jié)果 外用DNCB可以引起昆明小鼠明顯的特應(yīng)性皮炎樣皮損。模型組小鼠出現(xiàn)皮膚干燥、紅斑、水腫、糜爛,利用HE染色進(jìn)行組織病理分析,顯示表皮和真皮增厚、過(guò)度角質(zhì)化和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。結(jié)論 先后外用1% DNCB和4% SDS+0.5% DNCB 重復(fù)刺激昆明小鼠可引起皮膚生理和病理的改變,與AD患者臨床表現(xiàn)基本一致,成功建立特應(yīng)性皮炎模型??梢宰鳛檠芯?AD 病因及治療AD 的有效動(dòng)物模型。
特應(yīng)性皮炎 昆明鼠 DNCB 模型
特應(yīng)性皮炎(Atopic dermatitis, AD)是一種慢性復(fù)發(fā)皮膚疾病,這種疾病的發(fā)病率,特別是在發(fā)達(dá)國(guó)家正在快速增加。特應(yīng)性皮炎可能是被一些復(fù)雜的致病因素引起的,包括遺傳易感性、生活環(huán)境、皮膚屏障功能性紊亂、細(xì)菌感染和免疫學(xué)因素[1]。特應(yīng)性皮炎的主要癥狀表現(xiàn)為嚴(yán)重的搔抓行為、瘙癢癥、干皮癥和炎癥反應(yīng),這些現(xiàn)象通常是被Th1和Th2免疫響應(yīng)所介導(dǎo)發(fā)生[2]。特應(yīng)性皮炎的發(fā)病機(jī)制中存在復(fù)雜的Th1和Th2免疫響應(yīng)關(guān)系,使得很難成功治療特應(yīng)性皮炎患者[3]。所以建立理想的特應(yīng)性皮炎模型將有助于對(duì)該疾病的深入研究。
目前,主要以1-氯-2,4-二硝基苯(1-chloro-2,4- dinitrobe nzene,DNCB)誘導(dǎo)Nc/Nga小鼠建立特應(yīng)性皮炎模型。本研究擬利用我國(guó)生物醫(yī)學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)使用最廣泛的昆明小鼠,采用DNCB刺激皮膚的方法,建立特應(yīng)性皮炎模型。成功的動(dòng)物模型的建立,有助于特應(yīng)性皮炎發(fā)病機(jī)理的研究并減輕對(duì)稀有鼠種Nc/Nga小鼠的依賴(lài)。
1.1實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1動(dòng)物
6周齡SPF級(jí)昆明小鼠購(gòu)自河南省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前將其放置在空調(diào)房間中適應(yīng)環(huán)境,房間溫度保持在23℃±3℃,濕度保持在50%±10%,12小時(shí)光照(08:00-20:00),12小時(shí)黑暗(20:00-08:00)交替,SPF級(jí)小鼠飼料和滅菌蒸餾水飼養(yǎng),自由攝食。
1.1.2試劑與器材
DNCB購(gòu)自美國(guó)sigma公司。測(cè)厚規(guī)購(gòu)自上海陸川量具有限公司。DNCB溶解于丙酮/橄欖油(4:1)當(dāng)中,分別配置1%、0.5%的DNCB溶液。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1AD模型的建立
將10只小鼠隨機(jī)分成2組(n=5)。實(shí)驗(yàn)前一天剃光小鼠背部毛發(fā),面積約為2cm2。對(duì)照組小鼠用丙酮/橄欖油(4:1)致敏并激發(fā);實(shí)驗(yàn)組小鼠用DNCB溶液致敏并激發(fā)。實(shí)驗(yàn)前一天用電動(dòng)剃刀除去小鼠背部毛發(fā)。在0-2天時(shí),實(shí)驗(yàn)組用1% DNCB 100μL涂抹在小鼠的背部致敏,對(duì)照組用溶劑(丙酮/橄欖油=4:1)涂抹。在3-7天時(shí),不對(duì)小鼠進(jìn)行任何處理。在8-16天時(shí),實(shí)驗(yàn)組先用 4% SDS處理小鼠背部和耳部,以去除皮膚和角質(zhì)層的屏障功能。干燥3小時(shí)后,實(shí)驗(yàn)組用0.5% DNCB激發(fā),其中背部用100μL處理,耳部用25μL處理。對(duì)照組用溶劑涂抹。在實(shí)驗(yàn)17天時(shí)處死小鼠,見(jiàn)圖1。
1.2.2皮損嚴(yán)重程度
觀察各組小鼠皮損情況并拍照,并在8-16天時(shí),每次刺激之前用測(cè)厚規(guī)測(cè)量小鼠耳廓部位厚度。
1.2.3皮膚病理觀察
處死小鼠后,耳部皮損組織用10%福爾馬林溶液固定,石蠟包埋,切片,HE染色后顯微鏡下觀察組織病理改變,并測(cè)量皮膚表皮和真皮層厚度變化。
1.2.4數(shù)據(jù)分析
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的所有數(shù)據(jù)值均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表現(xiàn),并使用配對(duì)雙尾t檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(GraphPad Prism 5. 01)。P<0.05時(shí)認(rèn)為有顯著性差異,P<0.01時(shí)認(rèn)為有極顯著性差異。
2.1皮損、變態(tài)反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)組外用DNCB第3天后,可見(jiàn)耳朵出現(xiàn)腫脹、紅斑,背部出現(xiàn)脫毛及抓痕,觸摸時(shí)有增厚、變硬的感覺(jué)。第17天時(shí),在小鼠頸背部皮膚出現(xiàn)表皮剝脫、脫毛、結(jié)痂、紅斑、滲出、出血,雙側(cè)耳朵出現(xiàn)明顯腫脹、出血、結(jié)痂;對(duì)照組小鼠皮膚未發(fā)生無(wú)明顯改變,見(jiàn)圖2。
圖1 小鼠處理時(shí)間
圖2 小鼠對(duì)照組a和實(shí)驗(yàn)組b皮損、變態(tài)反應(yīng)
圖3 小鼠耳部厚度
圖4 小鼠病理組織切片(對(duì)照組耳部a1、實(shí)驗(yàn)組耳部a2、對(duì)照組背部b1、實(shí)驗(yàn)組背部b2)
圖5 小鼠病理組織切片(對(duì)照組耳部a1、背部b1,實(shí)驗(yàn)組耳部a2、背部b2)
2.2小鼠體重變化、耳朵厚度
在用DNCB激發(fā)時(shí),實(shí)驗(yàn)組(1%DNCB)小鼠體重(23.30±2.54g)低于對(duì)照組(25.90±3.17g),但是沒(méi)有組間顯著性差異。在經(jīng)過(guò)DNCB激發(fā)后,平均小鼠耳朵厚度為 0.261±0.012mm,與對(duì)照組0.110±0.007 mm 相比差異極顯著,見(jiàn)圖3。
2.3組織病理分析
實(shí)驗(yàn)組耳部皮膚(見(jiàn)圖4a2)及背部(見(jiàn)圖4b2)皮膚同時(shí)出現(xiàn)皮膚角質(zhì)層遭到破壞,表皮層及真皮層明顯增厚,并伴隨血管擴(kuò)張、出血和大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。其中背部皮膚還可觀察到海綿水腫、棘層肥厚等現(xiàn)象。對(duì)照組小鼠的組織病理學(xué)觀察無(wú)明顯改變,見(jiàn)圖4 a1、圖4b1。
2.4皮膚表皮及真皮厚度變化
在最后一次經(jīng)過(guò) DNCB激發(fā)24h后,小鼠耳部表皮層平均厚度為40.32±5.27μm,與對(duì)照組11.85±2.02μm相比差異極顯著,見(jiàn)圖5 a1。小鼠耳部真皮層平均厚度118.90±36.10μm,與對(duì)照組45. 06±21.36μm相比差異極顯著,見(jiàn)圖5 a2。小鼠背部表皮層平均厚度為83.49±8.77μm,與對(duì)照組13.22±5.20μm相比差異極顯著,見(jiàn)圖5 b1。小鼠背部真皮層平均厚度為613.9±76.35μm,與對(duì)照組195.40±9.21μm相比差異極顯著,見(jiàn)圖5 b2。
特應(yīng)性皮炎(Atopic dermatitis,AD)又稱(chēng)遺傳性過(guò)敏性皮炎。臨床上,病者皮膚先出現(xiàn)紅斑、水腫、濕疹,之后表面開(kāi)始變得干燥,最后皮膚苔蘚樣硬化。AD 的病因復(fù)雜,涉及遺傳、免疫、感染、環(huán)境、精神等多種因素,人們也從基因遺傳、免疫功能紊亂以及 Th1/Th2失衡等到角度探討其發(fā)病學(xué)機(jī)制,但至今尚未完全闡明[4]。
本研究應(yīng)用DNCB作為致敏劑反復(fù)刺激昆明小鼠誘發(fā)小鼠特應(yīng)性皮炎,以期獲得一種可以被廣泛使用,重現(xiàn)性強(qiáng),周期短,成本低的特應(yīng)性皮炎動(dòng)物模型。通過(guò)觀察小鼠皮膚變化,測(cè)量耳厚,以及病理切片評(píng)價(jià)炎性程度,從而判斷模型是否制作成功。
在第4-12次重復(fù)外用0.5%DNCB過(guò)程中,可以很明顯看出昆明小鼠頸背部皮膚出現(xiàn)表皮剝脫、脫毛、結(jié)痂、紅斑、滲出、出血,雙側(cè)耳朵出現(xiàn)明顯腫脹、出血、結(jié)痂;組織HE染色顯示鏡下可見(jiàn)皮膚表皮層和真皮層明顯增厚,皮膚棘層肥厚、海綿水腫。以上結(jié)果顯示采用半抗原DNCB誘導(dǎo)與激發(fā)昆明小鼠,模型組小鼠皮損表現(xiàn)、組織病理學(xué)結(jié)果變化都與人類(lèi)特應(yīng)性皮炎類(lèi)似,提示我們AD小鼠模型建立成功,此模型為我們進(jìn)一步研究AD的發(fā)病機(jī)理及探索其治療手段提供了有效實(shí)驗(yàn)工具。
[1] Kupper TS, Fuhlbrigge RC: Immune surveillance in the skin:mechanisms and clinical consequences. Nat Rev Immunol 2004, 4(3):211-222.
[2]Bruynzeel-Koomen C, Wichen DF, Toonstra J, Berrens L,Bruynzeel PLB: The presence of IgE molecules on epidermal langerhans cells in patients with atopic dermatitis. Arch Dermatol Res 1986, 278(3):199-205.
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Q5
A
1674-2060(2016)05-0012-02
國(guó)家自然科學(xué)基金(81373119,81571526);河南省教育廳基金(16A180019);國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃(2015xjxm220)。
劉鑫。